Bài 6: Vật dẫn và điện môi trong điện trường - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Bài 6: Vật dẫn và điện môi trong điện trường
Câu c1 (trang 28 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Nếu trong phần rỗng của vật dẫn có một điện tích, thì điện trường trong phần rỗng đó bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:Nếu trong phần rỗng của vật dẫn có một điện tích, thì điện trường trong phần rỗng sẽ khác không.
Câu c2 (trang 30 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Vì sao ở thí nghiệm hình 6.2 ta cần nối quả cầu thử với núm kim loại của tĩnh điện kế còn thí nghiệm ở hình 6.3 (SGK) thì không nối quả cầu thử với núm kim loại của điện nghiệm?
Hướng dẫn giải:
Ở thí nghiệm hình 6.2 SGK là để xác định điện thế trên bề mặt vật dẫn. Điện thế này phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. Việc nối quả cầu thử với núm kim loại của điện kế là để thống nhất chọn mốc điện thế chung trong các phép đo là núm kim loại của điện kế.
Còn thí nghiệm ở hình 6.3 SGK là để xác định sự phân bố điện tích trên bề mặt vật dẫn, điều này không cần phải chọn “mốc điện tích”. Do đó, không nối quả cầu thử với núm kim loại của điện nghiệm.
Câu 1 (trang 31 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Dựa trên căn cứ nào, ta suy đoán rằng cường độ điện trường ở mặt ngoài vật dẫn vuông góc với mặt vật dẫn?
Hướng dẫn giải:Vật dẫn là vật có nhiều electron tự do. Nếu cường độ điện trường E→ ở mặt ngoài vật dẫn mà không vuông góc với bề mặt vật dẫn, thì bao giờ cũng có thể phân tích thành hai phần:
Trong đó:
Thành phần
Trong thực tế, ta không thấy dòng điện này. Nên ta suy đoán rằng cường độ điện trường ở mặt ngoài vật dẫn vuông góc với mặt vật dẫn.
Câu 2 (trang 31 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Giả sử người ta làm cho một electron tự do từ một miếng sắt vốn là trung hòa điện di chuyển sang một vật khác. Hỏi khi đó mặt ngoài của miếng sắt là mặt nhiễm điện hay mặt trung hòa điện?
Hướng dẫn giải:Khi một electron tự do từ một miếng sắt vốn là trung hòa về điện di chuyển sang một vật khác thì miếng sắt sẽ nhiễm điện dương. Do vậy mặt ngoài của miếng sắt là mặt nhiễm điện.
Câu 3 (trang 31 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy giải thích vì sao khi đưa một vật nhiễm điện dương lại gần một quả cầu bấc (điện môi) thì quả cầu bấc bị hút về phía vật nhiễm điện dương? Nếu đưa lại gần quả cầu bấc một vật nhiễm điện âm thì quả cầu bấc bị hút về phía vật nhiễm điện âm hay bị đẩy ra xa vật đó?
Hướng dẫn giải:+ Khi đưa một vật nhiễm điện dương lại gần một quả cầu bấc (điện môi) thì hạt nhân và các electron trong các nguyên tử của quả cầu chịu tác dụng của một lực điện trường do vật nhiễm điện dương gây ra. Các electron sẽ dịch chuyển ngược chiều điện trường nghĩa là xê dịch về phía gần vật nhiễm điện dương nên phần này có điện tích âm. Vì vậy quả cầu sẽ bị hút về phía vật nhiễm điện dương.
+ Tương tự như vậy, khi đưa một vật nhiễm điện âm lại gần một quả cầu bấc (điện môi) thì hạt nhân và các electron trong các nguyên tử của quả cầu chịu tác dụng của lực điện trường do vật nhiễm điện âm gây ra. Các electron xê dịch ngược chiều điện trường nghĩa là xê dịch về phía xa vật nhiễm điện âm nên phần gần vật nhiễm điện có điện tích dương. Vì vậy quả cầu sẽ bị hút về phía vật nhiễm điện âm. Tóm lại, vật nhiễm điện dù âm hay dương lại gần một quả cầu bấc thì quả cầu bấc cũng bị hút về phía vật nhiễm điện.
Bài 1 (trang 31 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng
Một quả cầu nhôm rỗng được nhiễm điện thì điện tích của quả cầu:
A. Chỉ phân bố ở mặt trong của quả cầu
B. Chỉ phân bố ở mặt ngoài của quả cầu
C. Phân bố cả ở mặt trong và mặt ngoài của quả cầu
D. Phân bố ở mặt trong nếu quả cầu nhiễm điện âm, ở mặt ngoài nếu quả cầu nhiễm điện dương.
Hướng dẫn giải:Đáp án đúng là: B.
Giải thích: Một quả cầu nhôm rỗng được nhiễm điện thì điện tích của quả cầu chỉ phân bố ở mặt ngoài của quả cầu.
Bài 2 (trang 31 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Trong các câu sau, chỉ ra đúng hay sai
| Đúng | Sai | |
| A. Một quả cầu kim loại nhiễm điện dương thì điện thế ở một điểm trên mặt quả cầu lớn hơn điện thế ở tâm quả cầu. | ||
| B. Một quả cầu bằng đồng nhiễm điện âm thì vectơ điện trường tại điểm bất kỳ bên trong quả cầu có chiều hướng về tâm quả cầu. | ||
| C. Vectơ điện trường tại một điểm bên ngoài vật nhiễm điện có phương vuông góc với mặt vật đó. | ||
| D. Điện tích ở mặt ngoài của một quả cầu kim loại nhiễm điện được phân bố như nhau ở mọi điểm. |
Hướng dẫn giải:
| Đúng | Sai | |
| A. Một quả cầu kim loại nhiễm điện dương thì điện thế ở một điểm trên mặt quả cầu lớn hơn điện thế ở tâm quả cầu. | X | |
| B. Một quả cầu bằng đồng nhiễm điện âm thì vectơ điện trường tại điểm bất kỳ bên trong quả cầu có chiều hướng về tâm quả cầu. | X | |
| C. Vectơ điện trường tại một điểm bên ngoài vật nhiễm điện có phương vuông góc với mặt vật đó. | X | |
| D. Điện tích ở mặt ngoài của một quả cầu kim loại nhiễm điện được phân bố như nhau ở mọi điểm. | X |